UV/H2O2氧化微囊藻毒素-LR的动力学模型

介绍了一种UV/H2O2光氧化体系降解微囊藻毒素MC-LR的动力学模型.根据UV光分解、H2O2和·OH氧化MC-LR的反应以及稳态近似法,导出了MC-LR降解的动力学方程.解释了体系中H2O2、HO-2、CO23-、HCO-3等对降解MC-LR动力学的影响.实验结果表明,在一定的光强和H2O2浓度情况下,由于反应产生的CO23-、HCO-3和HO-2等离子的影响,UV/H2O2光氧化MC-LR的过程只能近似用准一级动力学方程描述.     

水源地藻类及藻毒素同时去除的效果及机制分析

利用组合载体对太湖梅梁湾水源地水体中藻类及藻毒素的同时去除试验表明:检测水源地水体中藻量、Chl-a、TMC的含量各为(31.67～78.27)×106个.L-1、32.58～102.67μg·L-1、1.79～11.97μg·L-1.在水力停留时间为7d、组合载体的密度为13.1%的条件下,组合载体AP对藻量的平均去除率达到了59.78%,对Chl-a的平均去除率达到了80.82%,对TMC-LR、TMC-RR、EMC-LR、EMC-RR的降解率最高能达到99.73%、97.10%、100%、75.44%.对其去除机制的研究表明,组合载体AP对总细菌的富集能力达到了8.3×1011～35.6×1011cells.g-1,比湖水本底值中细菌的总数高出了8～9个数量级.对除藻及藻毒素过程中的优势菌种,经过培养、分离,考察其形态、生理生化特性,利用聚合酶链反应(PCR)、16S rRNA序列分析技术,经鉴定确认该优势菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌(Bacillussp.).组合载体AP上富集的大量微生物,它们的协同降解作用是去除藻及藻毒素的主要作用机制.     

Degradation and detoxification of microcystin-LR in drinking water by sequential use of UV and ozone

Microcystins (MCs) produced by cyanobacteria are strong hepatotoxins and classified as possible carcinogens.MCs pose a considerable threat to human health through tainted drinking and surface waters.Herein filtrated water from a waterworks in Harbin,China,was spiked with microcystin-LR (MC-LR) extracted from a toxic scum of microcystis aeruginosa,and the spiked sample waters were treated using UV irradiation with consequent ozonation process (UV/O3),compared with ozonation at a dose range commonly applied in water treatment plants,UV irradiation at 254 nm and UV irradiation combined with ozonation (UV+O3),respectively.The remaining of toxins were analyzed using high-performance liquid chromatography and also determined using a protein phosphatase type 2A inhibition assay,which was utilized to evaluate the reduction in toxicity.Results indicated that in comparison to other three processes (O3,UV,and UV+O3),UV/O 3 process could effectively decrease both the concentration and toxicity of MC-LR at 100 μg/L level after 5 min UV irradiation with consequent 5 min ozonation at 0.2 mg/L (below 1 μg/L),while 0.5 mg/L ozone dose was required for the level below 0.1 μg/L.The addition of an UV treatment step to the existing treatment train may induce significant transformation of micropollutants and breaks down the natural organic matters into moieties unfavorable for ozone decomposition,stabilizing the ozone residual.These findings suggested that sequential use of UV and ozone may be a suitable method for the removal of these potentially hazardous microcystins from drinking water.     

贵州省红枫湖饮用水源地微囊藻毒素含量与水体中氮、磷含量等的相关性

2008年6~9月对贵州省红枫湖饮用水源地A、B、C采样点及取水口采样,研究了水体中微囊藻毒素即总藻毒素(total microcystin RR和total microcystin LR,TMC-RR、TMC-LR),胞外藻毒素(extracellular microcystin RR和extracellular microcystin LR,EMC-RR、EMC-LR)和胞内藻毒素(intracellular microcystin RR和intracellular microcystin LR,IMC-RR、IMC-LR)含量及相关的TN、TP、NH4-N、NO2-N、COD、Ch1a、pH等理化指标的变化情况,讨论了理化指标与藻毒素含量之间的相互关系。结果表明藻毒素在时间及空间上分布不均,无明显规律性。藻类高发期间藻毒素以胞内毒素为主要存在形式,去除藻毒素保障饮用水安全最重要的是去除饮用水源水中的藻类。相关性分析表明藻毒素含量与pH、NO2-N、Ch1a具有统计学意义上的相关性,综合回归分析的结果,pH是影响藻毒素的重要因子,因此贵州省喀斯特弱碱性特殊水环境与藻毒素产生的环境条件值得各方面高度关注。     

藻毒素复合污染对鱼体的免疫毒性研究

针对水体富营养化问题,通过单一暴露和联合暴露方式研究两种MCs四种暴露剂量（0．1,1,10,100μg／L）下对鱼体的免疫毒效应。结果发现,不同剂量MCLR和MCRR单一暴露都能使鲫鱼淋巴细胞发生死亡,呈现明显的剂量效应和时间效应关系。且MCLR对鱼体的毒性相对McRR要更显著;MCLR和McRR复合暴露对鱼体淋巴细胞的毒性效应表现为协同作用,且随着毒素浓度的增加,其毒性效应差异显著性也随之升高,故而鱼体的免疫系统造成重大的影响,因此应当加强控制藻毒素在水体中的复合污染。     

微囊藻毒素在超声场中的降解研究

研究了功率超声对有毒蓝藻的主要次级代谢物藻毒素的降解作用,以及超声参数等条件对降解效果的影响.结果表明微囊藻毒素在超声场中具有很好的降解效果,实验条件下,频率为150 kHz的超声对藻毒素的降解效果最好,其功率为40 W时,作用20 min后藻毒素的降解率可达到70%以上.同时紫外光辐照可以有效地强化超声对藻毒素的降解.     

巢湖和太湖微囊藻毒素差异性研究

采用固相萃取高效液相色谱法检测巢湖和太湖水体中5种微囊藻毒素(MCs)——MC-RR、MC-YR、MC-LR、MC-LA、MC-LY的含量。结果表明,巢湖水体中的MCs以MC-RR、MC-LA、MC-LY为主,太湖水体主要以MC-RR、MC-LR、MC-LA为主,其中太湖MC-LR的最高质量浓度为2.558μg/L,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中对集中式生活饮用水地表水源地的限定值(1μg/L)。分析巢湖和太湖水体中MCs与水质指标之间的相关性,发现同种MCs与两湖环境因子的相关性存在明显差异。逐步回归拟合结果表明,氨氮和DO分别能与巢湖MC-LR、MC-LY进行拟合;Chl-a、TOC能与太湖MC-LR回归拟合,TOC能与太湖MC-YR进行拟合。由于多数MCs不能通过水质指标的拟合结果来预测,因此在未来研究中需结合环境因子和MCs的遗传机制来共同分析MCs在水中的分布规律。     

微囊藻毒素-LR对鸡肝脏的氧化损伤影响

蓝藻虽然能产生有毒的生物毒素,但是也含有较高的蛋白质。为探索蓝藻饲料化利用的可能性,本文通过腹腔注射的方式研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)对崇仁麻鸡的半数致死剂量(LD_(50))及其对肝脏的氧化损伤。实验设计了4个剂量组(对照组、5、10和20μg·kg~(-1)MC-LR),并在1、3、12、24和48 h检测了谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化。结果表明,MC-LR对崇仁麻鸡的LD_(50)值为34.67μg·kg~(-1)体重(bw),95%的置信限为33.51～35.83μg·kg~(-1)bw。在MC-LR的作用下,鸡肝出现了氧化应激现象。3个染毒组鸡肝中GSH含量呈现先下降而后上升恢复至正常水平的趋势,GST酶活力表现为先上升而后下降至正常值的趋势,这说明GSH和GST共同参与了鸡肝中MC-LR的解毒;鸡肝中GPX酶活性在前3小时先保持不变(除了1 h的高剂量组),随即显著上升,这说明GPX和GSH共同参与了鸡肝中过量活性氧自由基(ROS)的清除,GPX可以作为监测MC-LR引起鸡毒性作用的生物标志物。CAT酶活力表现为先显著下降(P<0.05)而后快速上升至正常值的趋势,SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定,这可能与SOD酶活性较高所致。     

微囊藻毒素在太湖白鲢体内的累积规律及其影响因素

太湖蓝藻水华及其次级代谢产物微囊藻毒素(MCs)的生物累积对生态系统和人体健康造成严重威胁,已成为最近环境科学研究的热点。本研究从太湖的不同区域(梅梁湖、西部沿岸区、南部沿岸区和湖心区)采集不同体重和体长的白鲢,利用固相萃取方法提取、高效液相色谱-质谱联用仪测定了白鲢不同器官中MCs的3种异构体MC-RR、MC-YR及MC-LR的含量,结合不同湖区的相关水质指标分析了MCs在白鲢体内的累积规律及其影响因素。研究结果表明:白鲢不同器官MCs的含量由高到低为:肠壁肾脏肝脏肌肉心脏,且肠壁累积的MCs显著高于肾脏、肝脏、肌肉和心脏。MC-RR含量是白鲢各器官累积MCs的异构体的主体,约占MCs的60%。梅梁湖鲢鱼的肌肉、肾脏和心脏中MCs均高于西部沿岸区、南部沿岸区和湖心区。生物指标(体重和体长)是影响白鲢肾脏内MCs和MC-RR含量以及肠壁内MCs含量重要因素。太湖水质指标总磷(TP)、藻细胞数量、湖泊营养指数及环节动物数量尤其是TP对白鲢肝脏累积MCs产生明显影响,TP、总氮(TN)、铵态氮(NH4-N)、内梅罗指数和环节动物数量尤其是NH4-N对肠壁累积MCs产生明显影响。     

富营养化湖泊中微囊藻毒素及其控制去除技术

微囊藻水华是湖泊水体中产生最频繁、危害最严重的一类。微囊藻毒素作为富营养化水体中最常见的藻类毒素,获得了国内外的广泛关注与研究报道。我国淡水水体受微囊藻毒素污染的程度已经相当严重,尤其是饮用水水源的污染,对人们的健康构成了极大的危害。因此当前急需确认藻类毒素对我国水环境影响的程度,研究蓝藻水华产毒的生态条件及控制去除途径,探索毒素对人体健康的影响和防治对策,目前关于微囊藻毒素的健康效应的研究多是从饮用水角度出发,今后的研究可收集详细的数据以建立危险性评估模型,并评价各种降低微囊藻毒素危险性措施的效果。文章就微囊藻毒素的产生、性质与结构、对环境与人类健康的危害、以及微囊藻毒素在水处理过程中的控制方法等方面的研究进展进行了综述,并提出了研究展望。